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干燥劑強化吸濕機理與高效除濕循環(huán)

來源:中國凹凸棒土網(wǎng)    10-26 18:10
成果簡介:
    該項目屬空調(diào)制冷領域。除濕是空調(diào)負荷的重要部分,常規(guī)閉式空調(diào)循環(huán)需把空氣冷卻到露點溫度以下,將水分凝結(jié)后實現(xiàn)除濕。而除濕空調(diào)依靠干燥劑除濕和蒸發(fā)冷卻原理工作,它以水為制冷劑、濕空氣為工作介質(zhì),在常壓環(huán)境中依靠熱能驅(qū)動運行,是一種環(huán)保節(jié)能的開式空調(diào)方式,其除濕過程通過干燥劑吸濕/再生循環(huán)實現(xiàn),特別是能充分利用空調(diào)冷凝熱和其他低溫熱能(如太陽能)。傳統(tǒng)電驅(qū)動蒸汽壓縮制冷循環(huán)和熱驅(qū)動吸收/吸附式制冷循環(huán)理論框架難以適應和囊括。發(fā)展除濕空調(diào)亟需在空調(diào)循環(huán)理論、干燥劑強化吸濕機理等方向有新的認識提升。該項目歷經(jīng)多年開展深入研究,主要發(fā)現(xiàn)點有:1.揭示了多孔基材骨架固化干燥劑及鹵素鹽修飾多孔介質(zhì)孔隙結(jié)構(gòu)強化吸濕過程機理,解決了鹵素鹽因液解導致除濕循環(huán)性能衰減;建立了陶瓷基復合干燥劑轉(zhuǎn)輪除濕循環(huán)耦合吸濕及傳熱過程的數(shù)值模型,闡明影響吸濕特性的氣固側(cè)熱阻影響規(guī)律;極大降低了干燥劑再生溫度要求,為除濕空調(diào)循環(huán)利用空調(diào)冷凝熱奠定了基礎。2.提出了利用空調(diào)冷凝熱和其他低溫熱能的高效除濕空調(diào)循環(huán)原理和方法。構(gòu)建了級間冷卻、分級除濕的轉(zhuǎn)輪式兩級除濕循環(huán);與再生式蒸發(fā)冷卻相結(jié)合,提出高效除濕及有效滿足降溫需求的干風冷水式除濕空調(diào)原理并完成驗證;建立了熱濕分級處理的干燥劑除濕輔助蒸汽壓縮制冷循環(huán),實現(xiàn)利用空調(diào)廢熱驅(qū)動干燥劑除濕循環(huán),豐富和發(fā)展了除濕空調(diào)理論體系。3.建立了再生式除濕換熱器熱濕過程處理新方法,通過傳統(tǒng)換熱器與干燥劑涂層的覆合,實現(xiàn)溫度可控的高效除濕(再生)循環(huán);闡明了除濕換熱器雙重內(nèi)熱源耦合吸濕及傳熱過程的規(guī)律;構(gòu)建了基于除濕換熱器的新型固體除濕空調(diào)循環(huán),揭示了循環(huán)周期、干燥劑涂層的吸濕特性對除濕循環(huán)的影響,為環(huán)境濕度控制提供了新的高效解決方案。以上發(fā)現(xiàn)突破了約束除濕空調(diào)發(fā)展應用的理論瓶頸,構(gòu)建了能夠利用45~90度空調(diào)冷凝熱和太陽能的除濕空調(diào)循環(huán)方法;闡明了基于陶瓷基材的鹵素鹽修飾多孔干燥劑孔隙結(jié)構(gòu)強化吸濕過程機理,提高了干燥劑動態(tài)吸濕率。國際學術期刊HVACRR主編、美國馬里蘭大學Radermacher教授認為“新型除濕空調(diào)系統(tǒng)性能優(yōu)越”。國際可持續(xù)能源技術學會主席、英國諾丁漢大學Riffat教授認為“新型兩級除濕空調(diào)循環(huán)性能提升非常顯著”。瑞典皇家工學院教授、Applied Energy主編嚴晉躍認為“干風冷水除濕空調(diào)循環(huán)實現(xiàn)了空氣除濕和冷凍水聯(lián)產(chǎn)”。成果共發(fā)表論文100余篇,其中8篇代表性論文SCI他引204次、20篇重要論文SCI他引385次,授權發(fā)明專利6項。項目完成人在國際制冷大會等國際學術會議做主題及邀請報告5次,擔任International Journal of Refrigeration的中國區(qū)主編、Solar Energy的subject editor,獲2015年國際制冷學會Willis H.Carrier青年學者獎。除濕空調(diào)相關理論和方法被日本大金空調(diào)、華為公司等國際國內(nèi)著名企業(yè)成功用于濕度處理產(chǎn)品、環(huán)境濕度控制,構(gòu)建的兩級除濕空調(diào)循環(huán)被德國、澳大利亞等國際學者廣為引用,并在山東、江蘇等地實現(xiàn)工程實施,大大推進了除濕空調(diào)理論發(fā)展和除濕技術水平的提高
成果信息

    完成單位:
    上海交通大學
    完成人:
    代彥軍 葛天舒 王如竹 李勇

立項支持

    公布年份:
    2015
    中圖分類:
    電氣化、電能應用
    關鍵詞:
    空調(diào)除濕 干燥劑吸濕 除濕循環(huán)
 

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